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WO2015065143A1 - 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치 - Google Patents

강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치 Download PDF

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Publication number
WO2015065143A1
WO2015065143A1 PCT/KR2014/010476 KR2014010476W WO2015065143A1 WO 2015065143 A1 WO2015065143 A1 WO 2015065143A1 KR 2014010476 W KR2014010476 W KR 2014010476W WO 2015065143 A1 WO2015065143 A1 WO 2015065143A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tempered glass
cutting
cut
line
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2014/010476
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이재창
박영선
이용원
김상모
김윤미
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Precision Materials Co Ltd
Original Assignee
Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Precision Materials Co Ltd filed Critical Corning Precision Materials Co Ltd
Priority to US15/034,073 priority Critical patent/US20160280582A1/en
Priority to CN201480060337.XA priority patent/CN105705469B/zh
Priority to JP2016528165A priority patent/JP6303202B2/ja
Publication of WO2015065143A1 publication Critical patent/WO2015065143A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/033—Apparatus for opening score lines in glass sheets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a tempered glass cutting method and a tempered glass cutting device, and more particularly to a tempered glass cutting method and a tempered glass cutting device for subdividing the strengthened disc glass into unit glass.
  • Glass products are treated as essential components in a wide range of technologies and industries, such as monitors, cameras, VTRs, mobile phones, video and optical equipment, automobiles, transportation equipment, various tableware, and construction facilities. According to the present invention, glass having various physical properties is manufactured and used.
  • Tempered glass is manufactured by a physical strengthening method called wind-cooled tempering, which is mainly applied to automobile safety glass, or by a chemical strengthening method, which can be usefully applied to thin glass having a complicated shape or a thickness of about 2 mm or less.
  • Chemical strengthening is a technique of improving the strength and hardness of glass by exchanging alkali ions (mainly Na ions) having a small ion radius inside the glass with alkali ions (mainly K ions) having a large ion radius under predetermined conditions.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing a cross section of chemically strengthened glass.
  • a compressive stress layer is formed on the surface of the glass by chemical strengthening, and a tensile stress or central tension layer is formed inside by the reaction. This results in an increase in bending strength and mechanical strength.
  • the tempered glass is difficult to mechanically cut and external appearance after reinforcement due to its characteristics and the absence of processing technology, it is manufactured through a process of cutting and processing the glass disc before reinforcement.
  • a method has a disadvantage in that the production costs such as labor costs are high due to a lot of manual processes and productivity is low due to a high rate of breakage of semi-finished products.
  • the size of the mobile display is increasing, and the importance of production yield is increasing. Therefore, it is more difficult to apply such a method of strengthening after cutting and processing to a mass production process of a product.
  • the cutting of the tempered glass by the CO 2 laser has the advantage of being able to cut the tempered glass smoothly without damaging the surface to maintain excellent bending strength, but there is a problem that only straight cutting is possible.
  • the cutting of tempered glass using an ultra fast laser has the advantage that the processing of the free form is possible, but the cutting speed is very slow and the equipment is very expensive.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a tempered glass cutting method and a tempered glass cutting device that can improve the cutting quality and productivity.
  • the present invention is a crack forming step of forming one or more cracks on the cutting line of the tempered glass to be cut; And a cutting step of cutting the tempered glass along the cutting schedule line by heating a cutting schedule line of the tempered glass.
  • the cutting may be performed by cooling the opposite surface of the surface heated in the tempered glass.
  • the cutting step may be performed by heating the cutting schedule line of the tempered glass to a temperature of 300 ⁇ 700 °C.
  • the crack forming step may form one or more cracks in each of the cutting schedule lines.
  • the present invention is a crack forming unit for forming a crack on the cutting line of the tempered glass to be cut; It provides a tempered glass cutting device comprising a heating unit for heating the cut schedule line in contact with the cut schedule line of the tempered glass.
  • the heating unit the body; And a heating wire having the same shape as that of the cut line of the tempered glass and attached to the body to contact the cut line.
  • the body may be made of an insulator.
  • the heating unit the body having the same shape as the cut line of the tempered glass and having a contact portion in contact with the cut line of the tempered glass; And a heater for heating the body.
  • the heater may be installed inside the body.
  • the tempered glass cutting device may further include a support unit supporting the tempered glass to be cut and cooling the tempered glass to be cut.
  • the heating unit may have a three-dimensional shape.
  • heating units there may be a plurality of heating units.
  • the tempered glass can be freely cut in a straight or curved form.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing a cross section of a chemically strengthened glass.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method of cutting tempered glass according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a conceptual view showing a crack formed on the cutting line of the tempered glass according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a heating wire to heat the cutting line of the tempered glass according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are photographs taken in section and plane of the tempered glass cut in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the cutting time according to the heating temperature of the cutting schedule line.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a tempered glass cutting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are schematic cross-sectional views of a heating unit according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a conceptual view conceptually illustrating a tempered glass cutting device in which a plurality of heating units are arranged according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method of cutting tempered glass according to an embodiment of the present invention.
  • the tempered glass cutting method may include a crack forming step S100 and a cutting step S200.
  • At least one crack (C) is formed on the cutting plan line (L) of the tempered glass (G) to be cut as shown in FIG. 3 (S100).
  • the tempered glass (G) is a glass in which compressive stress is generated in the original glass to improve the strength and hardness.
  • the tempered glass (G) is a glass strengthened by generating compressive stress on the surface by a method such as chemical strengthening or thermal strengthening. Meanwhile, when the tempered glass G is cut and used as the cover glass of the display device, the bezel portion and / or the transparent electrode pattern of the cover glass may be formed on the tempered glass.
  • the cutting schedule line L is a virtual line drawn on the tempered glass G to be cut, and may be one or more straight lines, curves, or closed curves.
  • the crack C is formed at an arbitrary position of the cut line, and may be formed by various methods such as a scribing wheel or a laser.
  • the cutting plan line L of the tempered glass is heated to cut the tempered glass G along the cutting plan line L (S200).
  • the heating of the cutting schedule line L may be performed by contacting the cutting schedule line L with a heating wire H having the same shape as the cutting schedule line L, as shown in FIG. 4.
  • the tempered glass G when the cutting schedule line L is heated, the compressive stress due to thermal expansion is formed on the surface of the tempered glass G, and the tensile stress due to its reaction is formed on the lower surface.
  • the tensile stress propagates the cracks from the cracks C formed on the surface of the tempered glass G, and overlaps the internal tensile stress that already exists in the tempered glass G, thereby inducing the direction thereof. Cut the tempered glass (G). That is, when the cutting schedule line L on which the crack C is formed is heated, the tempered glass G is cut in a few seconds to several tens of seconds along the heated cutting schedule line L.
  • FIG. 5 is a photograph of a cross section taken after cutting a tempered glass having a surface compressive stress of 725 MPa and a tempered depth of 43 ⁇ m according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a photograph of a plane thereof; .
  • Figure 5 and 6 when cutting the tempered glass according to an embodiment of the present invention it can be seen that the cut surface is smooth, but no damage occurs on the surface of the tempered glass.
  • the heating temperature will be appropriately controlled depending on the depth of reinforcement and the internal tensile stress of the tempered glass.
  • the cutting step (S200) it will be heated to a cutting line (L) of the tempered glass to a temperature of 300 ⁇ 700 °C.
  • tempered glass (a) having a surface compressive stress of 645 MPa, a reinforced depth of 37.7 ⁇ m, and an internal tensile stress of 39.1 MPa, and a surface compressive stress of 651 MPa, a reinforced depth of 19.9 ⁇ m, and an internal tension of 19.7 MPa. It is a graph showing the cutting time of the tempered glass according to the heating temperature of the tempered glass (b) having a stress.
  • the cutting time decreases as the heating temperature for heating the cutting schedule line (L) of the tempered glass increases. That is, the higher the heating temperature, the greater the tensile stress formed by heating, so that the cutting time of the tempered glass G is reduced.
  • the higher the heating temperature the more straightness of cutting can be improved. That is, when the heating temperature is high, the heat transfer time to a portion other than the cutting schedule line L is reduced, so that the straightness of cutting can be improved.
  • the greater the reinforcement depth or internal tensile stress the lower the cutting time. It is apparent that the cutting time of the tempered glass G decreases as the internal tensile stress existing in the tempered glass G increases. In addition, the greater the depth of reinforcement, the greater the internal tensile stress, the greater the depth of reinforcement reduces the cutting time of the tempered glass (G).
  • the cutting step (S200) may proceed by cooling the opposite surface of the surface heated in the tempered glass (G).
  • FIG. 8 is a conceptual configuration of a tempered glass cutting device according to an embodiment of the present invention.
  • the tempered glass cutting device may comprise a crack forming unit 100 and a heating unit 200.
  • the crack forming unit 100 forms one or more cracks at any position of the cut line of the tempered glass G to be cut.
  • the crack forming unit 100 may be formed of a scribing wheel or a laser.
  • the crack forming unit 100 may form cracks in the cutting schedule line of the tempered glass G while moving forward, backward, left, right, and up and down with respect to the tempered glass G.
  • the tempered glass G moves forward, backward, left, right, and up and down with respect to the crack forming unit 100 so that the crack forming unit 100 forms cracks at the cut line of the tempered glass G. You can do it.
  • the heating unit 200 contacts the cutting schedule line of the tempered glass G to heat the cutting schedule line.
  • the heating unit 100 has the same shape as the cut line of the body 110 and the tempered glass as shown in FIG. 9, but is attached to the body 110 to be in contact with the cut line (heating wire) ( 120).
  • the body 110 is preferably made of an insulator.
  • the heating wire 120 may be attached to the body 110 in such a manner that an electrical resistance wire is inserted into the body 110.
  • the heating unit 100 heats the body 130 and the body 130 having the same shape as the cut line of the tempered glass and having a contact portion 132 in contact with the cut line of the tempered glass, as shown in FIG. 10. It may be made including a heater 140. In this case, the heater 140 may be installed inside the body 130, and a cartridge heater may be used.
  • the heating unit 100 may have a three-dimensional shape. Since the heating unit 100 has a three-dimensional shape corresponding to the tempered glass having a three-dimensional shape, it is possible to cut the tempered glass having a three-dimensional shape, whereby the 3D cover glass can be efficiently produced.
  • the heating unit 100 may be a plurality. As shown in FIG. 11, since the heating units 110 are arranged in plural numbers, the tempered glass may be cut into several cells by one process.
  • the tempered glass cutting apparatus may further include a support unit (not shown) for supporting the tempered glass to be cut. At this time, the support unit cools the tempered glass to be cut.
  • Such a support unit can improve cutting efficiency and straightness of cutting.

Landscapes

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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강화된 원판 유리를 단위 유리로 세분화하기 위한 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 절단하고자 하는 강화유리의 절단 예정선에 하나 이상의 크랙을 형성하는 크랙 형성단계; 상기 강화유리의 절단 예정선을 가열하여 상기 강화유리를 상기 절단 예정선을 따라 절단하는 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법을 제공한다.

Description

강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치
본 발명은 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강화된 원판 유리를 단위 유리로 세분화하기 위한 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치에 관한 것이다.
모니터, 카메라, VTR, 휴대폰 등 영상 및 광학장비, 자동차 등 운송장비, 각종 식기류, 건축시설 등 폭넓은 기술 및 산업분야에 있어서 유리제품은 필수 구성요소로 다루어지고 있으며, 이에 따라 각 산업분야의 특성에 맞추어 다양한 물성을 갖는 유리가 제조되어 사용되고 있다.
특히, 최근 들어 스마트 폰의 빠른 보급으로 인하여 모바일 디스플레이(mobile display)를 중심으로 한 터치 스크린 패널(touch screen panel)의 사용이 급속히 확대되고 있으며, 이와 같은 터치 스크린 패널은 그 기능 상 높은 광투과성 및 기계적 내구성을 필요로 하여 강화유리를 커버 글라스(cover glass) 또는 커버 윈도우(cover window)로 사용하고 있다.
강화유리는 주로 자동차 안전유리에 적용하는 풍냉강화라고 일컬어지는 물리강화 방법에 의해 제조되거나 화학강화 방법에 의해 제조되는데, 화학강화는 형상이 복잡하거나 두께가 대략 2㎜ 이하인 박판유리에 유용하게 적용될 수 있다. 화학강화는 유리 내부에 존재하는 이온반경이 작은 알카리 이온(주로 Na이온)을 소정의 조건에서 이온반경이 큰 알카리 이온(주로 K이온)과 교환시켜 유리의 강도 및 경도를 향상시키는 기술이다.
도 1은 화학 강화 유리의 단면을 개념적으로 나타낸 개념도이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 화학강화에 의해 유리의 표면에는 압축 응력(compressive stress) 층이 형성되고 내부에는 반작용에 의해 인장 응력(tensile stress 또는 central tension) 층이 형성되며, 표면의 높은 압축 응력에 의해 굽힘 강도(bending strength) 및 기계적 강도가 증가하게 된다.
한편, 강화유리는 그 특성 및 가공 기술의 부재로 인해 강화 후 기계적인 절단 및 외형 가공이 어려워, 강화 전에 유리 원판을 절단 및 가공한 후 강화하는 공정을 거쳐 제조되고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 수작업 공정이 많아 인건비 등 생산 비용이 높고, 반제품의 파손 비율이 높아 생산성이 떨어진다는 단점을 갖는다. 더욱이, 최근에는 모바일 디스플레이의 크기가 점점 커지고 있어 생산 수율의 중요성이 증대되고 있으므로, 이와 같은 절단 및 가공 후 강화하는 방법을 제품의 양산 공정에 적용하기가 더욱 어려워지고 있다.
이에, 원판 유리를 강화 후 절단 및 가공하는 기술에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
그러나, 일반적으로 강화 깊이(depth of layer; DOL)가 약 20㎛ 이상이고, 표면에 600㎫ 이상의 압축 응력이 형성되어 있는 화학강화유리는 기계적 휠(mechanical wheel)에 의해서는 절단이 불가능하다. 20㎛ 이상의 강화 깊이 및 600㎫ 이상의 표면 압축 응력을 갖는 강화유리를 휠 스크라이빙하는 경우 메디안 크랙(median crack)이 균일하게 형성되지 않고, 강화유리의 표면에 다량의 치핑(chipping)이 발행하기 때문이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 레이저를 이용한 강화유리의 절단 기술이 개발되고 있다.
그러나, CO2 레이저에 의한 강화유리의 절단은 강화유리를 표면 손상없이 매끈하게 절단할 수 있어 우수한 굽힘 강도를 유지할 수 있는 이점을 가지나 직선 절단만이 가능하다는 문제가 있다. 또한, 극초단 레이저(ultra fast laser)를 이용한 강화유리의 절단은 자유로운 형태의 가공이 가능하다는 이점이 있으나 절단 속도가 매우 느리고 장비가 매우 고가라는 단점을 갖는다.
(선행기술문헌)
대한민국 공개특허 제10-2011-0086475호(2011.07.28)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 절단 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 절단하고자 하는 강화유리의 절단 예정선에 하나 이상의 크랙을 형성하는 크랙 형성단계; 상기 강화유리의 절단 예정선을 가열하여 상기 강화유리를 상기 절단 예정선을 따라 절단하는 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법을 제공한다.
그리고, 상기 절단단계는 상기 강화유리에서 가열되는 면의 반대면을 냉각시키며 진행될 수 있다.
또한, 상기 절단단계는 상기 강화유리의 절단 예정선을 300 ~ 700℃의 온도로 가열하며 진행될 수 있다.
그리고, 상기 강화유리의 절단 예정선은 복수 개이고, 상기 크랙 형성단계는 각각의 절단 예정선에 하나 이상의 크랙을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 절단하고자 하는 강화유리의 절단 예정선에 크랙을 형성시키는 크랙 형성 유닛; 상기 강화유리의 절단 예정선에 접촉하여 상기 절단 예정선을 가열하는 가열 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치를 제공한다.
여기서, 상기 가열 유닛은, 몸체; 및 상기 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지되, 상기 몸체에 부착되어 상기 절단 예정선에 접촉하는 열선(heating wire)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 몸체는 절연체로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 가열 유닛은, 상기 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지며 상기 강화유리의 절단 예정선과 접촉하는 접촉부를 갖는 몸체; 및 상기 몸체를 가열하는 히터를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 히터는 상기 몸체의 내부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 강화유리 절단장치는 상기 절단하고자 하는 강화유리를 지지하되, 상기 절단하고자 하는 강화유리를 냉각하는 지지 유닛을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가열 유닛은 3차원 형상을 가질 수 있다.
또한, 가열 유닛이 복수 개일 수 있다.
본 발명에 따르면, 강화유리의 절단 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 강화유리를 직선 내지 곡선 형태로 자유로이 절단할 수 있다.
도 1은 화학 강화 유리의 단면을 개념적으로 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단방법의 개략적인 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 강화유리의 절단 예정선에 형성된 크랙을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 강화유리의 절단 예정선을 가열할 열선을 나타낸 개념도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 절단된 강화유리의 단면 및 평면을 촬영한 사진.
도 7은 절단 예정선의 가열 온도에 따른 절단 시간을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단장치의 개념적인 구성도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 유닛의 개략적인 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수 개의 가열 유닛이 배열된 강화유리 절단장치를 개념적으로 도시한 개념도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 강화유리 절단방법 및 강화유리 절단장치에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단방법은 크랙 형성단계(S100) 및 절단단계(S200)를 포함하여 이루어질 수 있다.
강화유리(G)를 원하는 형상으로 절단하기 위해, 우선 도 3에 도시된 바와 같이 절단하고자 하는 강화유리(G)의 절단 예정선(L)에 하나 이상의 크랙(C)을 형성한다(S100).
여기서, 강화유리(G)는 원판 유리에 압축 응력을 발생시켜 강도 및 경도를 향상시킨 유리로서, 화학강화법 또는 열강화법 등의 방법에 의해 표면에 압축 응력을 발생시켜 강화한 유리를 이른다. 한편, 강화유리(G)가 절단되어 디스플레이 장치의 커버 글라스로 사용되는 경우, 강화유리에는 커버 글라스의 베젤부 및/또는 투명 전극 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
그리고, 절단 예정선(L)은 절단하고자 하는 강화유리(G) 상에 그려지는 가상의 선으로서, 하나 이상의 직선, 곡선, 폐곡선일 수 있다.
크랙(C)은 절단 예정선의 임의의 위치에 형성되며, 스크라이빙 휠 또는 레이저 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
한편, 절단 예정선(L)이 복수 개인 경우 크랙(C)은 각각의 절단 예정선에 하나 이상 형성될 것이다.
이후, 강화유리의 절단 예정선(L)을 가열하여 절단 예정선(L)을 따라 강화유리(G)를 절단한다(S200).
절단 예정선(L)의 가열은 도 4에 도시된 바와 같이 절단 예정선(L)과 동일한 형태를 갖는 열선(H) 등을 절단 예정선(L)에 접촉시킴으로써 이루어질 수 있다.
이와 같이, 절단 예정선(L)을 가열하면 강화유리(G)의 표면에는 열팽창에 의한 압축 응력이 형성되고 표면 하부에는 이의 반작용에 의한 인장 응력이 형성되게 된다. 그리고, 이 인장 응력은 강화유리(G) 내부에 이미 존재하고 있던 내부 인장 응력(central tension)과 중첩되어 강화유리(G)의 표면에 형성된 크랙(C)으로부터 크랙을 전파시키고 그 방향을 유도하여 강화유리(G)를 절단시킨다. 즉, 크랙(C)이 형성된 절단 예정선(L)을 가열하면 가열된 절단 예정선(L)을 따라 수초에서 수십 초 이내에 강화유리(G)가 절단된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 725㎫의 표면 압축 응력 및 43㎛의 강화 깊이를 갖는 강화유리를 절단한 후 절단된 단면을 촬영한 사진이고, 도 6은 이의 평면을 촬영한 사진이다. 도 5 및 6에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 강화유리를 절단하면 절단면이 매끄러우면서도 강화유리의 표면에 손상이 발생하지 않음을 알 수 있다.
가열 온도는 강화 깊이 및 강화유리의 내부 인장 응력에 따라 적절히 제어될 것이다.
바람직하게, 절단단계(S200)에서는 강화유리의 절단 예정선(L)을 300 ~ 700℃의 온도로 가열할 것이다.
도 7은 645㎫의 표면 압축 응력, 37.7㎛의 강화 깊이, 및 39.1㎫의 내부 인장 응력을 갖는 강화유리(a)와 651㎫의 표면 압축 응력, 19.9㎛의 강화 깊이, 및 19.7㎫의 내부 인장 응력을 갖는 강화유리(b)의 가열 온도에 따른 강화유리의 절단 시간을 나타낸 그래프이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 강화유리의 절단 예정선(L)을 가열하는 가열 온도가 증가할 수록 절단 시간이 감소함을 알 수 있다. 즉, 가열 온도가 높을수록 가열에 의해 형성되는 인장 응력이 커지게 되므로 강화유리(G)의 절단 시간은 감소하게 된다.
또한, 가열 온도가 높을수록 절단의 직진성을 향상시킬 수 있다. 즉, 가열 온도가 높으면 절단 예정선(L) 이외 부분으로의 열 전달 시간이 감소하게 되므로 절단의 직진성을 향상시킬 수 있다.
한편, 강화 깊이 또는 내부 인장 응력이 클수록 절단 시간이 감소한다. 강화유리(G)에 존재하는 내부 인장 응력이 클수록 강화유리(G)의 절단 시간이 감소함은 자명하다. 또한, 강화 깊이가 클수록 내부 인장 응력도 커지므로 강화 깊이가 클수록 강화유리(G)의 절단 시간이 감소한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단방법에서 절단단계(S200)는 강화유리(G)에서 가열되는 면의 반대면을 냉각시키며 진행될 수 있다.
이와 같이, 가열되는 면의 반대면을 냉각하게 되면 절단 예정선 이외 부분이 복사 가열되는 것을 억제할 수 있어, 절단 효율 및 절단의 직진성을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단장치의 개념적인 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단장치는 크랙 형성 유닛(100) 및 가열 유닛(200)을 포함하여 이루어질 수 있다.
크랙 형성 유닛(100)은 절단하고자 하는 강화유리(G)의 절단 예정선의 임의의 위치에 하나 이상의 크랙을 형성한다.
크랙 형성 유닛(100)은 크랙은 스크라이빙 휠 또는 레이저 등으로 이루어질 수 있다.
크랙 형성 유닛(100)은 강화유리(G)에 대해 전·후·좌·우 및 상·하로 움직이면서 강화유리(G)의 절단 예정선에 크랙을 형성할 수 있다. 또는, 강화유리(G)가 크랙 형성 유닛(100)에 대해 전·후·좌·우 및 상·하로 움직임으로써 크랙 형성 유닛(100)이 강화유리(G)의 절단 예정선에 크랙을 형성하게 할 수 있을 것이다.
가열 유닛(200)은 강화유리(G)의 절단 예정선에 접촉하여 절단 예정선을 가열한다.
여기서, 가열 유닛(100)은 도 9에 도시된 바와 같이 몸체(110) 및 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지되 몸체(110)에 부착되어 절단 예정선에 접촉하는 열선(heating wire)(120)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 몸체(110)는 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 열선(120)은 몸체(110)에 전기저항선 등이 삽입되는 형태로 몸체(110)에 부착될 수 있다.
또는, 가열 유닛(100)은 도 10에 도시된 바와 같이 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지며 강화유리의 절단 예정선과 접촉하는 접촉부(132)를 갖는 몸체(130) 및 몸체(130)를 가열하는 히터(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 히터(140)는 몸체(130)의 내부에 설치될 수 있으며, 카트리지 히터(cartridge heater)가 사용될 수 있다.
그리고, 가열 유닛(100)은 3차원 형상을 가질 수 있다. 가열 유닛(100)이 3차원 형상을 갖는 강화유리에 대응되는 3차원 형상을 가짐으로써, 3차원 형상을 갖는 강화유리를 절단할 수 있고, 이에 의해 3D 커버 글라스를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 가열 유닛(100)은 복수 개일 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 가열 유닛(110)이 복수 개로 배열되어 이루어짐으로써, 강화유리를 한번의 공정에 의해 여러 셀(cell)로 절단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 절단장치는 절단하고자 하는 강화유리를 지지하는 지지 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 지지 유닛은 절단하고자 하는 강화유리를 냉각한다.
이와 같은 지지 유닛에 의해 절단 효율 및 절단의 직진성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 절단하고자 하는 강화유리의 절단 예정선에 하나 이상의 크랙을 형성하는 크랙 형성단계;
    상기 강화유리의 절단 예정선을 가열하여 상기 강화유리를 상기 절단 예정선을 따라 절단하는 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단단계는 상기 강화유리에서 가열되는 면의 반대면을 냉각시키며 진행되는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절단단계는 상기 강화유리의 절단 예정선을 300 ~ 700℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강화유리의 절단 예정선은 복수 개이고,
    상기 크랙 형성단계는 각각의 절단 예정선에 하나 이상의 크랙을 형성하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단방법.
  5. 절단하고자 하는 강화유리의 절단 예정선에 크랙을 형성시키는 크랙 형성 유닛;
    상기 강화유리의 절단 예정선에 접촉하여 상기 절단 예정선을 가열하는 가열 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열 유닛은,
    몸체; 및
    상기 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지되, 상기 몸체에 부착되어 상기 절단 예정선에 접촉하는 열선(heating wire)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 몸체는 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가열 유닛은,
    상기 강화유리의 절단 예정선과 동일한 형태를 가지며 상기 강화유리의 절단 예정선과 접촉하는 접촉부를 갖는 몸체; 및
    상기 몸체를 가열하는 히터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 히터는 상기 몸체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 절단하고자 하는 강화유리를 지지하는 지지 유닛을 더 포함하되,
    상기 지지 유닛은 상기 절단하고자 하는 강화유리를 냉각하는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 3차원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 가열 유닛이 복수 개인 것을 특징으로 하는 강화유리 절단장치.
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